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编号:10506029
口腔鳞状细胞癌中人乳头瘤病毒16型转化基因E7的检测
http://www.100md.com 《中山大学学报(医学科学版)》 2000年第0期
     作者:王建广 黄洪章 李金荣

    单位:王建广 黄洪章(中山医科大学孙逸仙纪念医院口腔颌面外科, 广东 广州 510120);李金荣( 湖北医科大学口腔医学院口腔颌面外科, 湖北 武汉 430070)

    关键词:乳头状瘤病毒;人;口腔肿瘤;癌基因E7

    00zk30摘 要:【目的】 准确检测口腔鳞状细胞癌及正常口腔粘膜中人乳头瘤病毒16型(HPV16)的感染状况,探讨人乳头瘤病毒16型与人口腔鳞状细胞癌之间的关系。【方法】 从30例未经治疗的口腔鳞状细胞癌患者肿瘤组织及30例健康志愿者正常口腔粘膜切取标本,液氮冷冻保存;常规提取组织DNA,设计HPV16 E7转化基因特异性引物,进行聚合酶链反应,对PCR结果进行检测,记录结果。【结果】 30例口腔鳞状细胞癌患者中检测到11例HPV16阳性,感染率36.7%;30例正常对照组中检测到4例HPV16阳性,感染率11.1%。经χ2检验,两者差别有显著性。 【结论】 人乳头瘤病毒16型与人口腔鳞状细胞癌有一定关系,但HPV16在人口腔鳞状细胞癌发生发展过程中所起的作用还有待进一步研究。
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    中图分类号: R782.3 文献标识码: A

    文章编号: 1000-257X(2000)04S0-0105-04

    Detection of the E7 Transform Gene of Human Papillomavirus

    Type 16 in Human Oral Squamous Cell Carcinoma

    WANG Jian-guang, HUANG Hong-zhang

    ( Department of Oral and Maxillofacial Surgery, Sun Yat-sen Memorial Hospital, Sun Yat-sen University of Medical Sciences, Guangzhou, 510120, China)
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    LI Jin-rong

    (College of Stomatology, Hubei Medical University, Wuhan, 430070, China)

    Abstract: 【Objective】 To determine the prevalence of human papillomavirus(HPV) 16 in patients with primary oral squamous cell carcinoma(OSCC). 【Methods】 DNA was extracted from freshly frozen tumor tissues of 30 patients with primary oral squamous cell carcinoma and from the oral mucosa of 30 healthy controls. A pair of specific primers of the E7 early gene of HPV16 were designed. PCR products were analyzed by agarose gel electrophoresis and the results were photographed. 【Results】 HPV16 was detected in 36.7%(11/30) of oral squamous cell carcinoma patients and 11.1%(4/30) of controls. 【Conclusions】 HPV16 has significant association with oral squamous cell carcinoma. However, the role HPV16 played in the tumorigenesis of oral cancer and its clinical significance remain to be investigated.
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    Key words: papillomavirus, human; mouth neoplasms; oncogene E7

    口腔鳞状细胞癌(oral squamous cell carcinoma, OSCC)是最常见的口腔恶性肿瘤[1]。口腔鳞状细胞癌的发病机制及其致病因素尚未完全阐明。最近,越来越多的研究证明人类乳头瘤病毒(human papil-lomavirus, HPV)与口腔鳞癌的发生密切相关。口腔良性病变、癌前病变及恶性肿瘤中已检测到多种人类乳头瘤病毒的存在。然而,由于目前多数研究中检测方法的敏感性及特异性不同,对HPV感染率的报道也大不相同。因而对于HPV在人口腔鳞状细胞癌发生发展过程中所起的作用还未完全阐明。

    HPV16是一种高度危险性的HPV,直接用PCR检测分析HPV16 E7转化基因的方法可用于进一步研究HPV16 E7基因与人口腔鳞状细胞癌的关系。
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    1 材料与方法

    1.1 标 本

    30例口腔鳞状细胞癌标本取自手术切除的口腔鳞癌新鲜肿瘤组织,均经病理检查证实。患者术前未行放疗、化疗及其它治疗。其中男性19例,女性11例,年龄34~68岁,平均56.9岁。舌癌15例,颊癌6例,牙龈癌5例,硬腭癌及口底癌各2例。按照组织病理学分级标准,高度分化鳞癌10例,中度分化鳞癌18例,低度分化鳞癌2例。

    30例对照组标本取自正颌外科治疗患者的正常口腔粘膜,患者无烟酒嗜好。肿瘤组织及正常口腔粘膜切取后立即置-196 ℃液氮中深冷冻15 min,保存于-70 ℃超低温冰箱备用。

    1.2 DNA提取

    将冷冻标本剪成1 mm3小块,STE(10 mmol/L Tris HCl,100 mmol/L NaCl,1 mmol/L EDTA;0.1 g/ L 蛋白酶K和5 g/L SDS)消化缓冲液中过夜(16~18 h),等体积苯酚/氯仿抽提,酒精沉淀,空气干燥,TE(10 mmol/L Tris.HCl,1 mmol/L EDTA pH 8.0)溶解,紫外分光光度计及8 g/L琼脂糖凝胶测量其纯度及分子量大小。
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    1.3 引物设计

    HPV16 E7 引物根据HPV16完整的核苷酸顺序自行设计,分别位于HPV16 E7基因的上、下游,委托中国科学院上海细胞生物所合成。

    Primer 1: 5′-GGGAATTCATGCATGGAGATACACCTAC-3′

    Primer 2: 5′-GGCAAGCTTATGGTTTCTGAGAACAGATGG-3′

    1.4 PCR扩增

    HPV16克隆株由德国Zur Hausen博士赠送,载体为pBR322,含有完整的HPV16基因,序列长度7.8 kb。提取质粒HPV16DNA作为阳性对照。TaqDNA聚合酶及4种三磷酸脱氧核苷酸由华美生物工程公司生产。
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    PCR反应在0.5 mL Eppendorf管中进行,反应体积50 μL。反应液中各成份浓度如下:引物1及2各1 μmol/L;模板DNA 1 μg;10 mmol/L Tris.HCl,pH 8.3;1.5 mmol/L MgCl2,50 mmol/L KCl;0.1 g/L明胶;100 mmol/L三磷酸脱氧核苷酸,2.0 U TaqDNA聚合酶。其中设一阴性对照,用等体积无菌水代替模板DNA。反应液上盖50 μL石蜡油,离心,置放DNA扩增仪上,94 ℃ 1 min,55 ℃ 1 min,72 ℃ 1 min,共35个循环。最后一个循环的条件为72 ℃,延伸时间为10 min。PCR扩增完成后,取10 μL反应产物进行15 g/L琼脂糖凝胶电泳,溴化乙锭染色后置紫外灯下观察,照相记录结果。

    2 结 果

    我们设计的引物位于HPV16 E7基因的开放阅读框的上下游,包括起始密码ATG和终止密码TAA,扩增片段长度为312 bp。而扩增HPV16 E7基因的电泳带位于564 bp之前,与预期片段大小相等,表明我们扩增到了HPV16 E7基因的完整片段(图1)。
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    图1 口腔鳞癌组织HPV16 E7 PCR产物琼脂糖凝胶电泳

    Fig.1 Analysis of the PCR product of HPV16 E7

    by agarose gel electrophoresis

    A: HPV16 plasmid as positive control; B~F:OSCC tissue; G:Marker Lamda DNA/HindⅢ

    30例口腔鳞癌标本中11例HPV16 E7基因扩增阳性,阳性率36.7%;30例对照组标本中4例HPV16 E7基因扩增阳性,阳性率11.1%。χ2检验两者差异有显著性(P<0.05)。
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    男性口腔鳞癌患者HPV16感染率(42.1%,8/19)高于女性口腔鳞癌患者感染率(27.3%,3/11)。HPV16感染阳性患者与HPV感染阴性患者年龄无明显差异(平均年龄分别为52.1岁及53.3岁),最常见原发灶部位分别是口底癌(100%,2/2),舌癌(46.7%,7/15)及颊癌(33.3%,2/6)。

    3 讨 论

    人乳头瘤病毒属乳多空泡病毒科[2],是小的(55 nm)无包膜嗜上皮性双链环状DNA病毒,幼年时即可以通过母婴传染途径传播。目前,人们已经克隆和鉴定了人乳头瘤病毒75种不同的基因型[3]。从人类口腔病变中已分离出16种HPV基因型(如HPV 1、2、3、4、6、7、11、13、16、18、30、31、32、33、35及57)[4,5],其中大多数是与口腔良性病变有关的低度危险性HPV。高度危险性HPV(如16、18、31、33、35)具有使正常上皮恶性转化的潜力,与口腔上皮的不典型增生及口腔鳞状细胞癌有密切关系。
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    目前研究HPV与口腔鳞癌关系的方法包括免疫组织化学技术、分子原位杂交等检测HPV的同源序列或者用PCR方法检测HPV的某一基因片段。应用电镜和免疫学方法,不仅不敏感,繁琐,而且不能分型,更为重要的是多数致瘤病毒并不在宿主细胞中完成其全病毒周期,而是以某种方式与宿主细胞基因组发生关联。DNA杂交技术克服了上述方法的不足,已被广泛地应用于检测多种HPV感染疾病中的HPV DNA序列,但是DNA探针杂交需要高比放的同位素,对微量DNA不易检出,因此报道结果差异较大,影响了结果分析。而应用PCR体外扩增技术则极为敏感,可以克服DNA杂交的不足,为进行大规模的HPV感染状况的研究提供了一个更先进,准确的实验方法。PCR检测结果的敏感性和特异性有很大的提高。

    1985年人们首次在口腔鳞状细胞癌中检测到HPV的存在[6]。最近,有许多报道在正常口腔粘膜、口腔良性病损、癌前病变及恶性肿瘤中检测到HPV抗原或HPV-DNA的存在,其中包括口腔乳头状瘤、口腔上皮增生、口腔扁平苔藓、口腔白斑、口腔上皮不良增生及口腔鳞状细胞癌等。HPV可能是口腔良、恶性病变的致病因素之一。人乳头瘤病毒在口腔病变中的感染率,报道结果差异很大,自0~100%不等。因而,对于HPV在口腔粘膜上皮恶性转化及癌变中所起的作用,也一直是一个有争议的问题。争论的焦点如下:研究对象不同,卫生习惯、遗传因素的影响及环境因素影响各不相同,而这些因素对于口腔粘膜的恶变有很大的影响;用于检测HPV感染的各种检验方法的敏感性及特异性有很大的差别。PCR等高度敏感性检测方法与Southern杂交等中度敏感性检测方法及免疫组织化学、原位杂交技术等低度敏感性检测方法结果有很大的差异;许多研究未设置适当的对照组,因而结果缺乏说服力;而有的研究中标本数量少,无统计学意义;另外,检测结果与标本的保存(新鲜冰冻标本或者石蜡包埋标本)、引物的设计(HPV早期引物或者晚期引物)也有很大关系。
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    在人乳头瘤病毒阳性的口腔鳞状细胞癌中,高度危险性HPVs(16及18型)的检出率(80%)远远高于低度危险性HPVs(6、11型)的检出率(P<0.001),HPV16是与口腔鳞癌关系最为密切的一种类型[7]。HPV16、HPV18 DNA的早期基因E6、E7具有使细胞永生化的能力。HPV16 DNA的E7片段可以使动物的成纤维细胞及角化细胞发生转化。在癌变过程中,病毒与某些癌基因,如C-Ha-ras及C-myc之间具有协同作用。显然,HPV DNA的基因序列可以结合到细胞癌基因附近以发挥作用。

    在与HPV有关的疾病中,其它一些因素,如免疫监控也可能参与其中,并发挥作用。Zur[8]提出细胞内监控机制出现缺陷可能在癌变过程中发挥重要作用,因为在一些包含HPV DNA的转化型宫颈癌细胞与正常角化细胞融合后可发生抑制现象。病毒或化学致癌因素也可以作用于细胞抑癌基因使之发生突变,从而产生恶性基因表达。而且HPV有可能只是暂时性出现从而引起染色体损伤及肿瘤形成,因为HPV16 E7蛋白可以使调控细胞周期的p53蛋白及Rb蛋白失活[9,10]。因而,确定HPV在口腔鳞状细胞癌发生过程中所起的真正作用还有待于更深入的研究。
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    作者简介:王建广(1969-),男,河南汝南人,医学博士,讲师;1998年6月进入中山医科大学博士后流动站工作,研究方向为口腔鳞癌的凋亡调控及基因治疗.

    参考文献:

    [1] Parkin D M, Laara E, Muir C S. Estimates of the worldwide frequency of sixteen major cancers in 1980[J]. Int J Cancer,1988, 41(2):184.

    [2] Tseng C J, Lin C Y, Wang R L. Possible transplacental transmission of human papillomavirus[J]. Am Obstet Gynecol, 1992,166(1):35.

    [3] Koutsky L A, Galloway D A, Holmes K K. Epidemiology of genital human papillomavirus infection[J]. Epidemiol Rev,1988,10:122.
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    [4] Miller C S. Herpes simplex virus and human papillomavirus infection of the oral cavity[J]. Semin Dermatol,1994,13(2):108.

    [5] Chang F, Syrjanen S M, Kellokoski J, et al. Human papillomavirus (HPV) infections and their associations with oral disease[J]. J Oral Pathol Med, 1991, 20(7):305.

    [6] Loning T, Ikenberg H, Becker J, et al. Analysis of oral papillomas, leukoplakias, and invasive carcinomas for human papillomaviruses type related DNA[J]. J Invest Dermatol, 1985, 84(4):417.
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    [7] Craig S, Miller K, White D K, et al. Human papillomavirus expression in oral mucosa, premalignant conditions, and squamous cell carcinoma[J], Oral Surg Oral Med Oral Pathol,1996,82(7):57.

    [8] Zur Hausen H.Intracellular surveillance of persisting viral infections[J]. Lancet, 1986, 2(8505):489.

    [9] Werness B A, Levine A J, Howley P M. Association of human papillomavirus type 16 and 18 E6 proteins with p53 [J]. Science, 1990,248(April 6):76.

    [10] Park N H, Min B M, Lis L, et al.Immortalization of normal human oral Keratinocytes with type 16 human papillomavirus[J]. Carcinogenesis,1991,12(8):1627.

    收稿日期:2000-03-20, http://www.100md.com